- Hvad er piezoelektrisk effekt?
- Piezoelektriske materialer
- Komponenter, der kræves
- Footstep Power Generation Circuit Diagram
Fra de sidste par år er efterspørgslen efter elektroniske bærbare enheder med lav effekt steget hurtigt. Og der er meget begrænsede muligheder for at drive disse små bærbare elektroniske enheder som alkaliske batterier eller solenergi osv. Så her bruger vi en anden metode til at generere en lille mængde strøm, der bruger piezoelektrisk sensor. Her vil vi bygge Footstep Power Generation Circuit for at generere elektricitet. Du kan lære mere om piezoelektrisk effekt ved at følge dette piezoelektriske transducerkredsløb.
Hvad er piezoelektrisk effekt?
Piezoelektrisk effekt er evnen hos nogle piezoelektriske materialer (såsom kvarts, topas, zinkoxid osv.) Til at generere en elektrisk ladning i feedback til den mekaniske belastning. 'Piezoelektrisk' ord stammer fra det græske ord 'piezein', hvilket betyder at skubbe, klemme og trykke.
Den piezoelektriske effekt er også reversibel, hvilket betyder, at når vi påfører mekanisk belastning på det piezoelektriske materiale, modtager vi en vis elektrisk ladning på output. Og når vi anvender elektricitet til det piezoelektriske materiale, komprimerer det eller strækker det piezoelektriske materiale.
Piezoelektrisk effekt bruges i forskellige applikationer, der involverer
- Produktion og detektion af lyd
- Generering af højspænding
- Elektronisk frekvensgenerering
- Mikrobalancer
- Ultrafin fokusering af optiske enheder
- Daglige applikationer som cigarettændere
Resonator bruger også piezoelektrisk effekt.
Piezoelektriske materialer
Antallet af piezoelektriske materialer er tilgængelige nu, selv naturlige og menneskeskabte. Naturlige piezoelektriske materialer indbefatter kvarts, rørsukker, Rochelle-salt, topaz-turmalin og osv. Menneskeskabte piezoelektriske materialer inkluderer bariumtitanat og zirkonat-titanat. Der er noget materiale angivet i nedenstående tabel i kategorien naturligt og syntetisk:
|
Naturligt piezoelektrisk materiale |
Syntetisk piezoelektrisk materiale |
|
Kvarts (mest brugt) |
Bly zirkonat titanat (PZT) |
|
Rochelle Salt |
Zinkoxid (ZnO) |
|
Topaz |
Bariumtitanat (BaTiO 3) |
|
TB-1 |
Piezoelektrisk keramik Barium titanat |
|
TBK-3 |
Calciumbariumtitanat |
|
Sucrose |
Galliumortofosohat (GaPO 4) |
|
Sene |
Kaliumniobat (KNbO 3) |
|
Silke |
Blytitanat (PbTiO 3) |
|
Emalje |
Lithiumtantalit (LiTaO 3) |
|
Dentin |
Langasite (La 3 Ga 5 SiO 14) |
|
DNA |
Natriumwolframat (Na 2 WO 3) |
Komponenter, der kræves
- Piezoelektrisk sensor
- LED (blå)
- Diode (1N4007)
- Kondensator (47uF)
- Modstand (1k)
- Trykknap
- Tilslutning af ledninger
- Brødbræt
Footstep Power Generation Circuit Diagram
En piezoelektrisk sensor består af piezoelektrisk materiale (mest anvendt kvarts). Det plejede at konvertere den mekaniske spænding til elektrisk ladning. Outputtet fra den piezoelektriske sensor er vekselstrøm. Vi har brug for en fuld bro ensretter for at konvertere den til DC. Sensorens udgangsspænding er mindre end 30Vp-p, du kan føde output fra piezoelektrisk sensor eller kan gemme den i batteri eller andre lagerenheder. Den impedans af det piezoelektriske sensor er mindre end 500 ohm. Drifts- og opbevaringstemperaturområdet er henholdsvis -20 ° C ~ + 60 ° C og -30 ° C ~ + 70 ° C.
Efter at have foretaget forbindelser i henhold til kredsløbsdiagrammet for den piezoelektriske sensor, genererer den den piezoelektriske sensor mekanisk spænding. Outputtet fra den piezoelektriske sensor er i vekselstrømsform. Til konvertering fra AC til DC bruger vi en fuld bro ensretter. Ensretterens output er forbundet over en 47uF kondensator. Spændingen genereret af den piezoelektriske sensor lagres i kondensatoren. Og når der trykkes på trykknappen, overføres den lagrede energi til lysdioden, og lysdioden tændes, indtil kondensatoren aflades.
I dette kredsløb lyser LED'en i en brøkdel af sekunder. For at øge LED-tiden TIL kan du øge kondensatoren, men det tager mere tid at oplade. Selv du kan tilslutte mere piezoelektrisk sensor i serie for at generere mere elektrisk energi. Dioden bruges også til at blokere strømmen til at strømme fra kondensator til piezoelektrisk sensor, og modstanden er en strømbegrænsende modstand. LED'en kan også tilsluttes direkte til den piezoelektriske sensor, men den slukkes på et øjeblik, da der ikke er nogen kondensator til at holde strømmen.
Demonstrationsvideo til dette Foot Step Power Generation System er angivet nedenfor.